کشف راز آفرینش طلا در اعماق کیهان

دانشمندان دانشگاه سوری در انگلستان با استفاده از فناوری نانولوله های هلیوم ، گام بزرگی در حل یکی از عناصر سنگین تر آهن در جهان برداشته اند.

این مطالعه که در مرکز ملی شتاب دهنده کانادا (TRUMF) انجام شده است ، نه تنها سرنخ های ارزشمندی را به منشأ کیهانی عناصر سنگین مانند نقره ، طلا و اورانیوم ارائه می دهد ، بلکه می تواند فناوری راکتورهای هسته ای را نیز بهبود بخشد. نتایج این مطالعه در مجله معتبر مجله فیزیکی Letters منتشر شده است.

پیش از این ، دو فرآیند اصلی برای شکل گیری عناصر سنگین وجود داشت ، اولین: فرآیند S-Probe که در هسته ستاره ها به خوبی شناخته شده است و دوم ، روند R-Probe مرموز است. در R-Probe ، در طی وقایع شدید کیهانی مانند ستاره های فوق العاده و نوترون ، هسته های اتمی در محیطی که در نوترون وجود دارد ، این ذرات را با سرعت قبل از بتا جذب می کند.

اما شواهد اخیر نشان می دهد گونه ای ضعیف تر از R-probe ، که فقط عناصر سنگین متوسط ​​(با شماره اتمی ۱ تا ۲ ، مانند Rubidium تا نقره) تولید می کند ، بدون اینکه به عناصر بسیار سنگین مانند طلا یا اورانیوم برود.

برای بررسی دقیق این فرایند ضعیف ، تیم تحقیقاتی به سرپرستی دکتر متیو ویلیامز یک واکنش هسته ای خاص را بررسی کرد که در آن ایزوتوپ رادیواکتیو توسط آلفا (هسته هلیوم) آزاد می شود و به زیرکونیوم ۱ (⁹⁷SR) تبدیل می شود.

این آزمایش شامل چهار مرحله پیچیده بود. تولید یون های Stoneci-3 از هدف اورانیوم بمباران شده توسط پروتون های پر انرژی ، جدا کردن این یون ها با طیف سنج لیزر و مغناطیسی ، تسریع انرژی آنها مشابه انفجارهای ابرنواختر ، برخورد با هدف ساخته شده از فیلم نازک سیلیکون حاوی میلیاردها نانوذرات.

بر خلاف روشهای قبلی ، این فناوری نانو مدرن باعث می شود مقدار زیادی از گاز هلیوم در یک فضای بسیار کوچک و برای اولین بار واکنش های سوزش هلیوم را با پرتوهای رادیواکتیو به طور دقیق اندازه گیری کند.

محققان با استفاده از مجموعه ای از آشکارسازهای گاما و طیف سنج جرم ، توانسته اند واکنش مورد نظر را شناسایی کرده و احتمال بروز آن را در شرایط مشابه انفجارهای کیهانی اندازه گیری کنند. این داده ها اکنون در دسترس سازندگان مدل اخترفیزیکی برای تهیه نقشه های دقیق تر از تولید عناصر در جهان است.

ویلیامز تأکید می کند که این فناوری می تواند تعداد زیادی از واکنشهای مشابه را در آینده اندازه گیری کند و به دانشمندان کمک کند تا دقیقاً کجا R-robe ضعیف باشد: در بادهای نوترینو ناشی از ابرنواخترها یا بخشی از مواد پرتاب شده در ستاره های نوترونی؟

علاوه بر جنبه های نجومی ، نتایج این مطالعه نیز دارای کاربردهای صنعتی است. ویلیامز می گوید: “با به روزرسانی مدلهای واکنش هسته ای ، به ویژه برای ایزوتوپهای رادیواکتیو ، می توانیم مواد با دوام بیشتری را برای راکتورهای هسته ای که دوام بیشتری دارند طراحی کنیم و بعداً باید جایگزین شوند.”

به همین ترتیب ، فناوری هلیوم نانو -بابل نه تنها دارای یک پنجره جدید به تاریخ کیهانی عناصر است ، بلکه به نوآوری های صنعتی در عصر انرژی جدید نیز قول می دهد.